Autonóm többrotoros rendszerek tervezése és stabilizálása
Manapság a többrotoros autonóm rendszerek egyre elterjedtebbé válnak. Napról napra többet alkalmazzák őket mentőakciókban, a hadiparban, hasznosak egyébiránt megközelíthetetlen területek feltérképezésére is. Újabb fellendülő ágazatként jelent meg több ilyen robot összekapcsolása egy nagy együttműködő rajjá, az állatok etológiájának vizsgálata céljából. Ez utóbbi egyike a számos jövőbeli, kecsegtető kutatási területnek.
Ezen projekt elsődleges célja egy quadrotor teljes összeállítása volt – beleértve az összes gépészeti, elektronikai és informatikai részletet – működő platformot biztosítva így jövőbeli kutatásoknak.
A quadcopterek a tér minden irányába el tudnak mozdulni és fordulni (6 szabadságfokú rendszer), míg a rajtuk lévő 4 motor fordulatszáma szabályozható csak. Egy alulaktuált rendszerről van tehát szó, mely megnöveli a jelfeldolgozás és szabályozás fontosságát.
Első körben – a szabályozással, dinamikával való jobb megismerkedés céljából – egy kétrotoros libikókát vizsgáltam meg. A quadrotorok hagyományos pozíció meghatározása, szabályozása az Euler-szögeken (yaw, roll, pitch) alapszik. Ez utóbbi kettő (roll és pitch) könnyen szemléltethető egy fix tengely körül elforduló (lehetőleg szimmetrikus) merev testtel. Egy ilyen rendszer került modellezésre és stabilizálásra (mind Matlab/Simulink környezetben, mind valós, megépített hardwaren), hogy alapot adjon később a többrotoros rendszer pitch és roll szögének beállítására. Hangsúlyt kap egy PID szabályozó tervezése és diszkrét megfelelőjének valódi hardware-re való implementálása közötti különbség.
Következő lépésben egy teljes QUAV dinamikai modelljét írtam fel, majd a PID-n kívül más nemlineáris szabályozókat vizsgáltam és szimuláltam, annak reményében, hogy hamarosan egy kész hardwaren tesztelhetem őket. Legvégül pár elterjedt röppályatervező algoritmust említek még meg, beleértve azokat is, amelyek használhatók GPS által nem lefedett területeken is.
szerző
-
Bojtár Orsika
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Zelei Ambrus
Tudományos munkatárs, Műszaki Mechanikai Tanszék -
Sütő Zoltán
egyetemi docens, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
